莫比乌斯带可以在三维的欧几里德空间中嵌入,克莱因瓶只能嵌入四维(或更高维)空间这句话是什么意思?

不懂在空间中嵌入是什么意思?还有什么四维空间?
2025年03月22日 05:29
有2个网友回答
网友(1):

您好!
在回答您的问题之前,我们先要理解一个概念:低维度看不到高维度的东西。
就拿二维空间(平面空间)和三维空间(立体空间)来解释。二维空间顾名思义是包含了两个维度的空间,即长度、宽度;三维空间则是包含了长度、宽度、高度这三个维度的空间;因为二维空间并不存在“高度”这一维度,所以二维空间是看不到三维空间,因为在二维空间里,看到的所有东西都只能是点或线,所以如果我们处在二维空间中是怎么也看不到和想不出“立体”是怎样的一个概念。同理,处在三维空间的我们也是无论如何都看不到和想不出四维空间或更高维度的空间是什么样子的。

现在回归到您的问题,莫比乌斯带(又叫麦比乌斯带)是一个由二维平面结合而成的物体,属于一个三维的立体图形,所以莫比乌斯带只能存在于三维空间中(如题:莫比乌斯带可以在三维的欧几里德空间中嵌入),莫比乌斯带的性质是一维(线)上的无限;同理,克莱因瓶是一个由三维立体结合而成的“超物体”,属于一个四维的“超立体物体”,所以只能存在于四维空间中(如题:克莱因瓶只能嵌入四维或更高维空间),克莱因瓶的性质是二维(平面)上的无限。

所以,”在空间中嵌入“这句话的意思也可以理解为”只能存在于XX空间”。

至于四维空间,目前根据人类的认知,通过低维度与高维度的关系已经大致的推论出四维空间的一部分性质,至于四维空间到底是什么样子的,就没有人敢确定了。(附:目前认知的四维空间,并不是在三维空间的基础上加多一个时间维度,因为时间不能够算作是一个维度,它只是人们根据物体的运动变化而定义的一种东西,所以第四个维度到底是什么现在还在探索当中。)

更多的解释可以百度搜索”莫比乌斯带“、”克莱因瓶“、“四维空间”的百度百科,上面会有更多更有趣的解释。

网友(2):

个人理解。。。可能会有不准确的地方。。莫比乌斯带是平面(也可以理解为二维)扭曲形成的图形,整体形态只能在三维观测到。克莱因瓶相当于三维的莫比乌斯带,只能在更高维观测。至于四维就是三维加时间这一维度。